FR2502093A1

FR2502093A1 - Dispositif de direction assistee d'un vehicule

Info

Publication number: FR2502093A1
Application number: FR8105397A
Authority: FR
Inventors: Patrice Bertin
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1982-09-24
Also published as: JPS57160768A; ES510522A0; US4406341A; GB2094729A; DE3209778A1; FR2502093B1; ES8303213A1; IT8212468A0; IT1157656B; GB2094729B

Abstract

DISPOSITIF DE DIRECTION ASSISTEE D'UN VEHICULE. LA COLONNE DE DIRECTION 13 COMPORTE DEUX ARBRES 13A, 13B COAXIAUX ET PLACES L'UN A LA SUITE DE L'AUTRE. CES ARBRES 13A, 13B PRESENTENT ENTRE EUX UN JEU ANGULAIRE RELATIF LIMITE ET RECOIVENT DES ROTORS 23A ET 23B D'UN DISTRIBUTEUR HYDRAULIQUE 21. EN CAS DE RUPTURE ACCIDENTELLE DE LA BARRE DE TORSION 37 QUI ACCOUPLE ELASTIQUEMENT LES ARBRES 13A ET 13B, UN MOYEN D'ARRET 42 EN DIRECTION AXIALE EST PREVU ENTRE L'ARBRE D'ENTREE 13A ET LE CARTER 22 DU DISTRIBUTEUR 21 POUR EVITER A L'ARBRE D'ENTREE 13A DE SE DISSOCIER DE L'ARBRE DE SORTIE 13B. CE MOYEN D'ARRET CONSISTE EN UNE RONDELLE 42 QUI MAINTIENT LE JOINT D'ETANCHEITE 40 EN POSITION ET QUI PRESENTE UN PROLONGEMENT 44 VERS L'ARBRE D'ENTREE 13A. APPLICATIONS: DIRECTIONS ASSISTEES DE VEHICULES.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de

direction assistée d'un véhicule, comportant des moyens pilo-

tes agissant sur des moyens de braquage par un élément de transmission tournant ayant un arbre d'entrée et un arbre de sortie coaxiaux, placés l'un à la suite de l'autre et accou- plés élastiquement par une barre de torsion, un jeu angulaire relatif limité étant ménagé entre lesdits arbres pour permettre

un décalage angulaire sous l'action des moyens pilotes et con-

tre une action de rappel élastique de la barre de torsion, des

moyens d'assistance qui, en réponse à un tel décalage angu-

laire, sont admis à agir sur les moyens de braquage dans le même sens que les moyens pilotes, lesdits moyens d'assistance comportant une centrale hydraulique, un actuateur agissant sur les moyens de braquage et un distributeur interposé entre la centrale et l'actuateur et ayant un carter fixe et au moins un rotor solidaire en rotation d'un desdits arbres, un joint d' étanchéité entre chaque dit arbre et le carter du distributeur, et un moyen de butée d'arrêt en direction axiale entre l'arbre d'entrée et le carter pour éviter à l'arbre d'entrée de se dissocier de l'arbre de sortie en cas de rupture de la barre

de torsion.

Ce moyen de butée d'arrêt joue un rôle important pour

la sécurité. En effet, la barre de torsion qui accouple élasti-

quement l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie, positionne axia-

lement ces deux arbres l'un par rapport à l'autre. Si, pour une raison quelconque, la barre de torsion se rompt, elle ne retient plus axialement l'arbre d'entrée par rapport à l'arbre

de sortie.

En général, l'élément de transmission tournant consti-

tué par une colonne de direction a un montage télescopique. Si donc l'arbre d'entrée parvenait à se dissocier de l'arbre de sortie, non seulement l'assistance ne serait plus opérative mais encore, ce qui est grave, le conducteur ne pourrait même

plus bénéficier d'une reprise du couple de braquage par supplé-

ance manuelle.

C'est la raison pour laquelle le moyen de butée d'

arrêt en direction axiale est prévu pour éviter une telle dis-

sociation de l'arbre d'entrée.

En général, ce moyen de butée d'arrêt est constitué par un circlips ou autre saillie quelconque formée par exemple par l'extrémité d'une goupille, monté sur l'arbre d'entrée au sein même du distributeur et coopérant en butée, en cas de rupture de la barre de torsion avec le carter ou un organe axialement solidaire du carter. Cette disposition, si utile soit-elle pour la sécurité, a toutefois pour inconvénient de

compliquer la construction.

La présente invention a pour objet un dispositif de direction assistée d'un véhicule, du type sus-indiqué, dont la

construction est particulièrement simple.

Suivant l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce que le moyen d'arrêt consiste en une rondelle qui maintient

le joint d'étanchéité prévu entre l'arbre d'entrée et le car-

ter en position sur le carter, la dite rondelle présentant vers l'arbre d'entrée, un prolongement qui est axialement voisin

d'une portée d'arrêt de l'arbre d'entrée.

Grâce à cet agencement, la rondelle a une double fonc-

tion, d'une part la fonction qui consiste à maintenir le joint d'étanchéité en position sur le carter, et d'autre part une

fonction supplémentaire qui consiste à empêcher l'arbre d'en-

trée de se dissocier de l'arbre de sortie en cas de rupture

de la barre de torsion. Ainsi, la construction se trouve sim-

plifiée.

Dans une forme d'exécution, le prolongement de la ron-

delle et la portée d'arrêt de l'arbre d'entrée sont obliques, en faisant un angle prédéterminé, par exemple 300 avec l'axe d'arbre d'entrée. Cette disposition permet de donner à la plus courte distance qui sépare le prolongement de la rondelle et la portée d'arrêt de l'arbre d'entrée, une valeur qui est plus petite que la course axiale consentie à l'arbre d'entrée et

définie par le moyen d'arrêt. Ainsi, la rondelle est très pro-

che de l'arbre d'entrée et joue un rôle supplémentaire de

cache-poussières, empêchant les poussières d'accéder au joint.

Celui-ci se trouve ainsi protégé et peut jouer son rôle d'étanchéité d'une manière durable dans d'excellentes conditions.

En variante, le prolongement de la rondelle et la por-

tée d'arrêt de l'arbre d'entrée sont perpendiculaires à l'axe

de l'arbre d'entrée.

Dans un mode de réalisation, la portée d'arrêt de 1'

arbre d'entrée est formée par un épaulement, notamment obli-

que, de l'arbre d'entrée, tandis qu'en variante, la portée d'

arrêt de l'arbre d'entrée est formée par une gorge de cet ar-

bre d'entrée. Dans ce dernier cas, la rondelle est prévue conformée de telle sorte que, pour son montage, le prolongement de cette rondelle puisse être introduit dans la gorge. A cet effet, la rondelle présente une ouverture centrale qui a une partie

élargie ou est prolongée jusqu'à la périphérie de la rondelle.

La rondelle peut également être partagée en deux moitiés.

Dans une autre variante, la portée d'arrêt de l'arbre

d'entrée est formée par un circlips engagé sur l'arbre d'en-

trée.

Il est à noter que la rondelle maintiertle joint d'é-

tanchéité en position sur le carter par tous moyens appropriés, et en particulier en étant elle-même maintenue sur le carter

par un circlips.

Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décrites, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique, en perspective, d'un dispositif de direction assistée suivant l'invention;

la figure 2 est une vue du distributeur de ce disposi-

tif, à plus grande échelle et en coupe longitudinale; la figure 3 montre schématiquement ce distributeur en perspective éclatée; la figure 4 est une vue agrandie d'un détail de la figure 2 et montre la rondelle qui a la double fonction de

maintenir le joint d'étanchéité de l'arbre d'entrée en posi-

tion sur le carter et de former un moyen de butée d'arrêt pour l'arbre d'entrée en cas de rupture de la barre de torsion; la figure 5 est une vue partielle, à plus grande échelle encore, de cette rondelle et de l'arbre d'entrée; la figure 6 est une vue analogue à la figure 4 mais concerne une variante; la figure 7 est une vue en élévation de la rondelle de la figure 6 et montre comment cette rondelle est conformée pour les besoins de son montage;

les figures 8 et 9 sont des vues analogues à la figu-

re 7 mais concernent respectivement deux variantes de la con-

formation de la rondelle de la figure 6;

les figures 10 et 11 sont des vues analogues à la fi-

gure 4 ou à la figure 6 mais concernent respectivement deux

autres variantes.

On se référera d'abord aux figures 1 à 5 qui concer-

nent, à titre d'exemple non limitatif, une application de l'in-

vention à un dispositif de direction assistée pour véhicule.

Ce dispositif comporte (figure 1) des moyens pilotes agissant sur des moyens de braquage tels que des biellettes

11. Les moyens pilotes 10 comportent un volant 12 et une co-

lonne de direction 13. Celle-ci constitue un élément de trans-

mission tournant et comporte un arbre d'entrée 13A et un arbre

de sortie 13B coaxiaux et placés l'un à la suite de l'autre.

Les arbres 13A et 13B sont accouplés l'un avec l'autre avec un jeu angulaire relatif limité permettant un décalage angulaire sous l'action des moyens pilotes 10. L'arbre 13A est solidaire du volant 12 tandis que l'arbre 13B est solidaire d'un pignon 14 qui engrène avec une crémaillère 15. Celle-ci commande 1'

orientation des roues directrices 16 du véhicule par l'intermé-

diaire des biellettes de braquage 11.

Une centrale hydraulique d'assistance 17, 18 comporte un

réservoir 17 et une pompe 18 puisant dans ce réservoir 17.

Un actuateur est formé par un vérin hydraulique 19 dont

la tige de piston 20 agit sur la crémaillère 15. Un distribu-

teur hydraulique 21 est interposé entre la pompe 18 et le vé-

rin 19 et est sensible au décalage angulaire des deux arbres 13A et 13B pour faire agir le vérin 19 sur les biellettes de

braquage 11 dans le même sens que les moyens pilotes 10.

Dans l'exemple représenté à la figure 2, le distribu-

teur comporte un carter 22 et deux disques rotors adjacents 23A, 23B respectivement solidaire en rotation des deux arbres

13A et 13B. Les disques rotors 23A et 23B sont munisrespecti-

vement de divers passages hydrauliques 24A et 24B (figures 2

et 3).-

Les passages 24A et 24B des disques rotors 23A et 23B coopèrent avec des gorges 25, 26 et 27 qui sont ménagées dans le

carter 22 et qui sont reliées à des orifices 28, 29 et 30 res-

pectivement. Les passages 24A et 24B des rotors 23A et 23B

coopèrent également avec un passage de retour 31 qui est ména-

gé au centre du distributeur 21 et est relié à un orifice 32

du carter 22.

L'orifice 28 est un orifice de pression relié par un conduit 33 (figure 1) à la pompe 18. L'orifice 32 est un

orifice de retour relié par un conduit 34 au réservoir 17.

Les orifices 29 et 30 sont des orifices de service reliés

respectivement par des conduits 35 et 36,aux deux côtés du vé-

rin 19.

Les arbres 13A et 13B (figure 2) sont accouplés élasti-

quement par une barre de torsion 37. En outre, une pièce 38 ayant une section prismatique est solidaire d'un des arbres

13A et 13B, par exemple l'arbre 13A et est engagée avec un dé-

battement angulaire dans une cavité de section prismatique 39

de l'autre arbre 13B. C'est le débattement angulaire prévu en-

tre la pièce 38 et la cavité 39 qui définit le jeu angulaire

relatif limité entre les arbres 13A et 13B. Ce jeu est de quel-

ques degrés de part et d'autre d'une position neutre moyenne de repos qui tend à être rappelée et maintenue par la barre

de torsion 37.

Suivant la position angulaire relative des deux dis-

ques rotors 23A et 23B, on se trouve en présence de l'une ou l'autre des position de fonctionnement suivantes: L'orifice de pression 28 est mis en communication, via les passages 24A et 24B des disques rotors 23A et 23B, avec l'orifice 32 de retour au réservoir 17, ce qui correspond à la

position neutre de repos et dans ce cas l'assistance n'inter-

vient pas; L'orifice de pression 28 est mis en communication, via les passages 24A et 24B des disques rotors 23A et 23B, avec 1' orifice de service 29, ce qui fait intervenir le vérin 19 dans

un sens.

L'orifice de pression 28 est mis en communication, via les passages 24A et 24B des disques rotors 23A et 23B, avec 1' autre orifice de service 30, ce qui fait intervenir le vérin

19 dans l'autre sens.

En l'absence d'action du conducteur sur le volant 12, les arbres 13A et 13B sont maintenus en position angulaire neutre de repos par la barre de torsion 37. L'installation

fonctionne à centre ouvert et le vérin 19 n'est pas sollicité.

Lorsque le conducteur exerce une action sur le volant

12 pour braquer les roues 16, les arbres 13A et 13B sont déca-

lés l'un par rapport à l'autre dans un sens déterminé et la position angulaire relative des deux disques 23A et 23B passe de la position neutre de repos à une position de travail o le

débit de la pompe 18 passe de l'orifice 28 à l'orifice de ser-

vice correspondant 29 ou 30. Le vérin 19 agit ainsi dans le

sens désiré de braquage.

En cas de défaillance des moyens d'assistance 17, 18, l'action de braquage sur le volant 12 a pour effet d'absorber le jeu angulaire relatif limité entre les arbres 13A et 13B et défini par la pièce 38 dans la cavité 39. La résistance élastique opposée par la barre de torsion 37 est facilement surmontée et, grâce à la liaison rigide réalisée par la pièce

38 entre les arbres 13A et 13B, l'arbre 13B est entraîné soli-

dairement en rotation par l'arbre 13A, ce qui permet une sup-

pléance manuelle par les moyens pilotes qui assurent alors di-

rectement le braquage.

Comme on le comprend, l'intérieur du distributeur 21 doit être rendu étanche au liquide hydraulique par rapport au milieu extérieur. A cet effet, un joint d'étanchéité 40 est

prévu entre l'arbre d'entrée 13A et le carter 22 du distribu-

teur 21 tandis qu'un autre joint d'étanchéité 41 est prévu en-

tre l'arbre de sortie 13B et le carter 22 du distributeur 21

(figure 2).

En outre, un moyen 42 de butée d'arrêt en direction axiale est prévu entre l'arbre d'entrée 13A et le carter 22 du

distributeur 21, pour éviter à l'arbre d'entrée 13A de se dis-

socier de l'arbre de sortie 13B, en cas de rupture de la barre

de torsion 37. En effet, une telle dissociation aurait pour ré-

sultat de faire sortir la pièce 38 de la cavité 39, en l'em-

pêchant de définir désormais le jeu angulaire relatif limité entre les deux arbres 13A et 13B. L'assistance serait, dès

lors, mise hors service, de même que la suppléance manuelle.

Le moyen 42 de butée d'arrêt en direction axiale en-

tre l'arbre d'entrée 13A et le carter 22 permet d'éviter une

telle dissociation des arbres 13A et 13B.

Suivant l'invention, ce moyen d'arrêt (figures 2, 4

et 5) consiste en une rondelle 42 qui maintient le joint d'é-

tanchéité 40 en position sur le carter 22, en étant elle-même

maintenue sur ce carter 22 par un circlips 43.

La rondelle 42 présente un prolongement 44 vers l'ar- bre d'entrée 13A (figures 4 et 5). Ce prolongement 44 est axialement voisin d'une portée d'arrêt 45 de l'arbre d'entrée 13A.

Dans l'exemple représenté aux figures 4 et 5, le pro-

longement 44 de la rondelle 42 et la portée d'arrêt 45 de 1' arbre 13A sont obliques, en faisant un angle prédéterminé A

avec l'axe de l'arbre d'entrée 13A. Cet angle A est avanta-

geusement de l'ordre de 30 (figure 5). On remarquera que la portée d'arrêt 45 de l'arbre d'entrée 13A est formée par un

épaulement oblique de cet arbre d'entrée.

Grâce à l'oblicité suivant l'angle A, la plus courte distance désignée par D (figure 5) qui sépare le prolongement

44 de la rondelle 42 et l'épaulement d'arrêt 45 est notable-

ment plus petite que la course axiale C qui est consentie à l'arbre d'entrée 13A avant de venir buter sur le prolongement 44 de la rondelle 42, en cas de rupture de la barré de torsion 37. Ainsi, cette courte distance D fait jouer au prolongement 44 de la rondelle 42 le rôle supplémentaire d'un cache-poussières

qui préserve le joint 40 de l'introduction de poussières ris-

quant de nuire à son bon fonctionnement.

Lorsque la barre de torsion 37 est indemne, elle posi-

tionne axialement l'arbre d'entrée 13A par rapport à l'arbre de sortie 13B et le fonctionnement est tel que celui qui a été

décrit précédemment.

En cas de rupture de la barre de torsion 37, l'arbre d'entrée 13A est empêché de se dissocier de l'arbre 13B grâce à la venue en butée de son épaulement 45 contre le prolongement 44 de la rondelle 42. Ainsi, en cas de rupture de la barre de torsion 37, même si l'action élastique de rappel en position

neutre est de ce fait supprimée, l'usager peut continuer a as-

surer le braquage.

En variante, (figures 6 et 7) la disposition est analo-

gue à celle qui a été décrite en référence aux figures 1 à 5, mais le prolongement 44 de la rondelle 42 coopère, non plus

avec un épaulement de l'arbre 13A, mais avec une gorge 46 mé-

nagée dans l'arbre d'entrée 13A. On notera que le prolongement 44 de la rondelle 42 et la gorge 46 sont perpendiculaires

à l'axe de l'arbre d'entrée 13A.

La rondelle 42 est conformée de telle sorte que, pour son montage, le prolongement 44 puisse être introduit dans la gorge 46. A cet effet, la rondelle 42 présente (figure 7) une

ouverture centrale 47 ayant une partie élargie 48. Cette par-

tie élargie 48 est telle qu'elle puisse être enfilée autour de l'arbre 13A, après quoi la rondelle 42 peut être mise en place,

avec son prolongement 44 engagé dans la gorge 46.

En variante, (figure 8) l'ouverture centrale 47 de la rondelle 42 présente une partie 49 qui est prolongée jusqu'à

la périphérie de la rondelle 42, ce qui permet également l'en-

gagenent de la rondelle 42 sur l'arbre 13A, avec le prolonge-

ment 44 dans la gorge 46.

Dans une autre variante (figure 9) la rondelle 42 est

partagée en deux moitiés 50 et 51, ce qui permet aussi l'enga-

gement de la rondelle 42, sur l'arbre 13A, avec le prolongement

44 disposé dans la gorge 46.

Dans une autre variante (figure 10), la portée d'arrêt

de l'arbre 13A qui coopère avec le prolongement 44 de la ron-

delle 42 est formée par un circlips 52 engagé dans une gorge

étroite 53 de l'arbre d'entrée 13A.

Dans une autre variante, (figure 11), la disposition est analogue à celle qui vient d'être décrite en référence à la figure 10, mais le circlips 52 au lieu d'être engagé dans une gorge étroite 53 comme à la figure 10 est engagé dans une gorge plus large, désignée par 54 à la figure 11. Ceci permet

de faciliter le montage.

Bien entendu le prolongement 44 pourrait être dans le

même plan que la couronne extérieure de la rondelle 42.

Claims

REVENDICATIONS

1) Dispositif de direction assistée d'un véhicule, comportant des moyens pilotes 10 agissant sur des moyens de

braquage 11 par un élément de transmission tournant 13 compor-

tant un arbre d'entrée 13A et un arbre de sortie 13B coaxiaux placés l'un à la suite de l'autre et accouplés élastiquement par une barre de torsion 37, un jeu angulaire relatif limité étant ménagé entre lesdits arbres 13A, 13B pour permettre un décalage angulaire sous l'action des moyens pilotes 10 et contre une action de rappel élastique de la barre de torsion 37, des moyens d'assistance 17, 18, 19, 21, qui en réponse à un tel décalage angulaire, sont admis à agir sur les moyens de braquage 11 dans le même sens que les moyens pilotes 10, les dits moyens d'assistance 17, 18, 19, 21 comportant une centrale hydraulique 17, 18, un actuateur 19 agissant sur les moyens de braquage 11 et un distributeur 21 interposé entre la centrale 17, 18 et l'actuateur 19 et ayant un carter fixe 22 et au moins un rotor 23A, 23B solidaire en rotation d'un desdits arbres 13A, 13B un joint d'étanchéité 40, 41 entre chaque dit arbre 13A, 13B et le carter 22 du distributeur 21, et un moyen de butée d'arrêt 42 en direction axiale entre l'arbre d'entrée 13A et le carter 22 pour éviter à l'arbre d'entrée 13A de se dissocier de l'arbre de sortie 13B en cas de rupture de la barre de torsion 37, dispositif caractérisé en ce que ledit moyen d'arrêt consiste en une rondelle qui maintient ledit joint d'étanchéité 40 entre l'arbre d'entrée 13A et le carter

22 en position sur le carter 22, la dite rondelle 42 présen-

tant vers l'arbre d'entrée 13A, un prolongement 44 qui est axialement voisin d'une portée d'arrêt 45, 46, 52 de l'arbre

d'entrée 13A.

2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit prolongement 44 de la rondelle 42 et ladite portée d'arrêt 45 de l'arbre d'entrée 13A sont obliques, en faisant un angle prédéterminé A avec l'axe de l'arbre d'entrée 13A. 3) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé

en ce que ledit angle prédéterminé A est de l'ordre de 300.

4) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit prolongement 44 de la rondelle 42 et ladite

portée d'arrêt 46, 52 de l'arbre d'entrée 13A sont perpendicu-

laires à l'axe de l'arbre d'entrée 13A.

) Dispositif suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que ladite portée d'arrêt de l'arbre d'entrée 13A est formée par un épaulement 45 de l'ar-

bre d'entrée 13A.

6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce que ladite portée d'arrêt de

l'arbre d'entrée est formée par une gorge 46 de l'arbre d'en-

trée 13A.

7) Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ladite rondelle 42 est conformée de telle sorte que pour son montage, ledit prolongement 44 puisse être introduit

dans ladite gorge.

8) Dispositif suivant-la revendication 7, caractérisé en ce que ladite rondelle 42 présente une ouverture centrale

47 ayant une partie élargie 48.

9) Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ladite rondelle 42 présente une ouverture centrale 47 ayant une partie 49 prolongée jusqu'à la périphérie de

ladite rondelle.

) Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que ladite rondelle 42 est partagée en deux moitiés 50, 51.

11) Dispositif suivant l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce que ladite portée d'arrêt de l'arbre d'entrée 13A est formée par un circlips 52 engagé sur

l'arbre d'entrée 13A.

12) Dispositif suivant l'une quelconque des revendica-

tions précédentes, caractérisé en ce que ladite rondelle 42 maintient ledit joint d'étanchéité 40 en position sur le carter

22 en étant elle-même maintenue sur le carter 22 par un cir-

clips 43.